论文部分内容阅读
【摘 要】 由于高层建筑的兴起伴随着地下工程的发展，现代地下室的建设也越来越深，基坑支护是进行地下室施工的前提，对保护周边环境和防止周边建筑物的破坏起着重要的作用。本文主要对深基坑支护结构设计相关问题进行了简要分析。
【关键词】 建筑工程；深基坑支护；设计
些年来，随着高层建筑的兴起，深基坑支护技术也得到了迅速的发展。在深基坑开挖以及支护技术方面，各地随着科学技术的不断进步除了积累了大量的设计和施工经验外，还不断涌现出很多新技术、新结构和新工艺。就目前深基坑开挖和支护的实际情况来看，原有的深基坑支护结构的设计理论、原则以及运算公式和施工工艺等已经不能满足其要求，因此，在施工过程中出现的大量事故不仅造成了巨大的经济损失，还造成了人员伤亡。因此，针对深基坑支护的安全问题，技术人员必须给予高度的重视。
一、常用的深基坑支护结构类型
1、排桩支护
排桩法基坑支护是最常用的支护结构形式。排桩支护由呈队列式间隔布置的灌注桩组成挡土结构。有单排灌注桩和双排灌注桩布置，对于较浅的基坑采用悬臂式支护结构，对于较深的基坑采用灌注桩结合支撑或锚杆支护。根据经验，悬臂式支护结构适用于开挖深度不超过10m的粘性土层，不超过8m的砂性土层，以及不超过4～5m的淤泥质土层。而支錨结构中的桩锚式支护是最常见的基坑支护形式。由于内支撑结构具有受力明确，施工简单，安全可靠等显著优点，设计时尽量满足地下结构施工的需要，很多开挖深度大的基坑支护采用了这种支护结构。由于人工挖孔桩施工时发生伤亡事故较多，目前灌注桩多采用钻孔桩。
2、地下连续墙支护
地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土而形成的地下墙体。对于各种复杂的地质条件和施工环境，地下连续墙支护结构是理想的形式。
地下连续墙结构刚度大，整体性、防渗性及耐久性良好，是目前最理想的基坑支护结构形式。尤其是对位于江河岸边的深基坑支护，地下水与江河连通，地下连续墙能起到很好的挡水隔水作用。
3、逆作法支护
其实逆作法属于排桩支护或板墙支护的特例，它的水平支撑是采用地下室楼盖结构作为周围支护结构（地下连续墙或排桩）的内部支撑。逆作法的工艺原理，首先沿着建筑物地下室外围进行地下连续墙施工，地下连续墙可以同时兼作建筑物的地下室外墙，也可以仅作为支护结构。同时在建筑物内部的适当位置，施工中间支承柱，作为施工期间承受上部结构自重和施工荷载的支撑；然后施工地面一层的梁板楼面结构，预留好向下施工的工作孔，形成地下连续墙刚度很大的支撑。随后通过工作孔逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至地下室地板封底。在进行向下工程施工的同时，由于地面一层的梁板结构已经完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上进行地面以上结构的施工。地面上、下同时进行施工，直至工程结束。但是在地下室浇筑混凝土地板之前，地面上的上部结构允许施工层数要经过计算确定。与传统施工方法相比，逆作法施工多层地下室的优点有：缩短工程施工的总周期；基坑变形小，相邻建筑物的沉降小；可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用；可节省支护结构的支撑；可节省土方挖填费用；简化基坑的施工工序，有明显的经济效益。
二、深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
1、加强设计管理
施工涉及方案在很大程度上决定着深基坑支护工程的好坏。具备较好性能的深基坑支护涉及方案需要具备的特点主要有施工技术可行、安全可靠以及经济合理等。就我国目前发展而言，尽管深基坑支护设计技术得到了迅猛的发并日趋成熟，而因为诸多因素的制约，在很大程度上加大了设计工作的难度。在进行基坑支护工程的施工过程中，因为设计不足为印发的质量事故近些年呈现出增长的趋势。此外，导致深基坑支护施工事故频发出现的原因还包括基坑支护方案选择的不适当、盲目的设计、无证挂单的设计、地下水处理的方法失误以及参数取值的错误等。要想从根本上解决此类问题，需要做到如下几点：第一，在进行具体的施工操作前，相关的工程施工人员需要和设计人员做好交流工作，并对基坑方案进行较为详细的审核来确保对施工方案的彻底了解和掌握。在进行施工组织的过程中，要确保每个部分和工序之间的协调与稳定。第二，要求基坑设计人员的专业技术和综合能力都要达到一定的高度，并具备基坑支护设计的经验。
2、选择分包单位
考虑到深基坑支护问题所具备的较为独特的性质，要确保进行施工工程的队伍具备较强的施工能力和资质。因为施工单位的技术力量和整体的素质在很大程度上决定着深基坑支护工程质量。所以，业主可以在监理工程师的协助下选择施工经验较为丰富且技术力量较强、社会信誉较好的分包单位，若是具备相关的施工经验更好。此外，应该避免施工单位的层层转包现象的出现，这将会严重制约深基坑支护工程质量的提升，严重的还可能造成各种可能的安全施工现象的出现。
3、大力开展支护结构的试验研究
大量的实验研究是正确理论建立的坚实基础，但是由于我国至今在深基坑支护结构方面还没有进行科学系统的试验研究，因此，讲不出成功支护结构工程的成功之处，也说不清失败的支护结构工程失败的真正原因。
4、探索新型支护结构的计算方法
深基坑支护结构随着高层建筑的飞速发展，迎来了一场新的技术革命，在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，当前新型支护结构设计中急需要解决的问题是如何建立支护结构型式的计算模式、如何选取计算简图以及如何使得设计方法更加趋于科学性。
5、岗前培训制度与坚持持证上岗
在工程的施工过程中，为了达到既能够节约材料省工，并且又能够保证工程质量的目标，管理人员除了要具备相应的岗位管理能力外，还要熟悉各个工序的操作程序和质量控制点。
6、加强施工的组织与管理
“分层开挖、严禁超挖”以及“大基坑小开挖”作为深基坑开挖施工过程中必须遵循的原则，因此，为了有效控制基坑已经开挖部分的无支护暴露的时间以及减少土体被扰动的时间和范围，除了精心安排开挖施工分层以及分块的部位和时间外，还应当精心安排挡土支护的施工时间。只有这样才能利用还没有被挖的土体上能在一定程度上控制其自动位移的迁移，使得应力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在一定的相关性。
7、对开挖过程实施跟踪监测，及时记录和反馈信息
为了确保施工能够安全顺利的进行，应当充分掌握支护结构和坑外土体的移动情况，从而对施工因素进行实时科学的调整，那就需要在开挖深基坑的过程中及时跟踪检测开挖的过程，从而优化设计和施工并且有利于采取相应的措施。此外，还有利于检测积累资料以检验设计的正确性，从而为改进设计理论和施工技术提供科学的依据。
三、结束语
由于建筑基坑的开挖与支护结构涉及到了工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料以及施工工艺和施工管理等众多方面，因此，基坑工程作为一个系统工程，是集土力学、材料力学、水力学以及结构力学等于一体的综合性学科。由于支护结构也是由若干具有独立功能的体系组成的整体，因此，为了确保基坑工程安全可靠以及经济合理，不管是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，协调好各组成部分的关系。
参考文献：
[1]王志新，卜晓翠.深基坑支护的设计与施工[J].山西建筑，2012.
[2]赵鹏程，周奇林.国内深基坑支护设计中常遇到的问题与解决措施[J].广州中山大学学报，2009.
[3]毛兴文.浅析不同地质条件深基坑支护设计的发展与创新[J].建筑科学，2010.
【关键词】 建筑工程；深基坑支护；设计
些年来，随着高层建筑的兴起，深基坑支护技术也得到了迅速的发展。在深基坑开挖以及支护技术方面，各地随着科学技术的不断进步除了积累了大量的设计和施工经验外，还不断涌现出很多新技术、新结构和新工艺。就目前深基坑开挖和支护的实际情况来看，原有的深基坑支护结构的设计理论、原则以及运算公式和施工工艺等已经不能满足其要求，因此，在施工过程中出现的大量事故不仅造成了巨大的经济损失，还造成了人员伤亡。因此，针对深基坑支护的安全问题，技术人员必须给予高度的重视。
一、常用的深基坑支护结构类型
1、排桩支护
排桩法基坑支护是最常用的支护结构形式。排桩支护由呈队列式间隔布置的灌注桩组成挡土结构。有单排灌注桩和双排灌注桩布置，对于较浅的基坑采用悬臂式支护结构，对于较深的基坑采用灌注桩结合支撑或锚杆支护。根据经验，悬臂式支护结构适用于开挖深度不超过10m的粘性土层，不超过8m的砂性土层，以及不超过4～5m的淤泥质土层。而支錨结构中的桩锚式支护是最常见的基坑支护形式。由于内支撑结构具有受力明确，施工简单，安全可靠等显著优点，设计时尽量满足地下结构施工的需要，很多开挖深度大的基坑支护采用了这种支护结构。由于人工挖孔桩施工时发生伤亡事故较多，目前灌注桩多采用钻孔桩。
2、地下连续墙支护
地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土而形成的地下墙体。对于各种复杂的地质条件和施工环境，地下连续墙支护结构是理想的形式。
地下连续墙结构刚度大，整体性、防渗性及耐久性良好，是目前最理想的基坑支护结构形式。尤其是对位于江河岸边的深基坑支护，地下水与江河连通，地下连续墙能起到很好的挡水隔水作用。
3、逆作法支护
其实逆作法属于排桩支护或板墙支护的特例，它的水平支撑是采用地下室楼盖结构作为周围支护结构（地下连续墙或排桩）的内部支撑。逆作法的工艺原理，首先沿着建筑物地下室外围进行地下连续墙施工，地下连续墙可以同时兼作建筑物的地下室外墙，也可以仅作为支护结构。同时在建筑物内部的适当位置，施工中间支承柱，作为施工期间承受上部结构自重和施工荷载的支撑；然后施工地面一层的梁板楼面结构，预留好向下施工的工作孔，形成地下连续墙刚度很大的支撑。随后通过工作孔逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至地下室地板封底。在进行向下工程施工的同时，由于地面一层的梁板结构已经完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上进行地面以上结构的施工。地面上、下同时进行施工，直至工程结束。但是在地下室浇筑混凝土地板之前，地面上的上部结构允许施工层数要经过计算确定。与传统施工方法相比，逆作法施工多层地下室的优点有：缩短工程施工的总周期；基坑变形小，相邻建筑物的沉降小；可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用；可节省支护结构的支撑；可节省土方挖填费用；简化基坑的施工工序，有明显的经济效益。
二、深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
1、加强设计管理
施工涉及方案在很大程度上决定着深基坑支护工程的好坏。具备较好性能的深基坑支护涉及方案需要具备的特点主要有施工技术可行、安全可靠以及经济合理等。就我国目前发展而言，尽管深基坑支护设计技术得到了迅猛的发并日趋成熟，而因为诸多因素的制约，在很大程度上加大了设计工作的难度。在进行基坑支护工程的施工过程中，因为设计不足为印发的质量事故近些年呈现出增长的趋势。此外，导致深基坑支护施工事故频发出现的原因还包括基坑支护方案选择的不适当、盲目的设计、无证挂单的设计、地下水处理的方法失误以及参数取值的错误等。要想从根本上解决此类问题，需要做到如下几点：第一，在进行具体的施工操作前，相关的工程施工人员需要和设计人员做好交流工作，并对基坑方案进行较为详细的审核来确保对施工方案的彻底了解和掌握。在进行施工组织的过程中，要确保每个部分和工序之间的协调与稳定。第二，要求基坑设计人员的专业技术和综合能力都要达到一定的高度，并具备基坑支护设计的经验。
2、选择分包单位
考虑到深基坑支护问题所具备的较为独特的性质，要确保进行施工工程的队伍具备较强的施工能力和资质。因为施工单位的技术力量和整体的素质在很大程度上决定着深基坑支护工程质量。所以，业主可以在监理工程师的协助下选择施工经验较为丰富且技术力量较强、社会信誉较好的分包单位，若是具备相关的施工经验更好。此外，应该避免施工单位的层层转包现象的出现，这将会严重制约深基坑支护工程质量的提升，严重的还可能造成各种可能的安全施工现象的出现。
3、大力开展支护结构的试验研究
大量的实验研究是正确理论建立的坚实基础，但是由于我国至今在深基坑支护结构方面还没有进行科学系统的试验研究，因此，讲不出成功支护结构工程的成功之处，也说不清失败的支护结构工程失败的真正原因。
4、探索新型支护结构的计算方法
深基坑支护结构随着高层建筑的飞速发展，迎来了一场新的技术革命，在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，当前新型支护结构设计中急需要解决的问题是如何建立支护结构型式的计算模式、如何选取计算简图以及如何使得设计方法更加趋于科学性。
5、岗前培训制度与坚持持证上岗
在工程的施工过程中，为了达到既能够节约材料省工，并且又能够保证工程质量的目标，管理人员除了要具备相应的岗位管理能力外，还要熟悉各个工序的操作程序和质量控制点。
6、加强施工的组织与管理
“分层开挖、严禁超挖”以及“大基坑小开挖”作为深基坑开挖施工过程中必须遵循的原则，因此，为了有效控制基坑已经开挖部分的无支护暴露的时间以及减少土体被扰动的时间和范围，除了精心安排开挖施工分层以及分块的部位和时间外，还应当精心安排挡土支护的施工时间。只有这样才能利用还没有被挖的土体上能在一定程度上控制其自动位移的迁移，使得应力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在一定的相关性。
7、对开挖过程实施跟踪监测，及时记录和反馈信息
为了确保施工能够安全顺利的进行，应当充分掌握支护结构和坑外土体的移动情况，从而对施工因素进行实时科学的调整，那就需要在开挖深基坑的过程中及时跟踪检测开挖的过程，从而优化设计和施工并且有利于采取相应的措施。此外，还有利于检测积累资料以检验设计的正确性，从而为改进设计理论和施工技术提供科学的依据。
三、结束语
由于建筑基坑的开挖与支护结构涉及到了工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料以及施工工艺和施工管理等众多方面，因此，基坑工程作为一个系统工程，是集土力学、材料力学、水力学以及结构力学等于一体的综合性学科。由于支护结构也是由若干具有独立功能的体系组成的整体，因此，为了确保基坑工程安全可靠以及经济合理，不管是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，协调好各组成部分的关系。
参考文献：
[1]王志新，卜晓翠.深基坑支护的设计与施工[J].山西建筑，2012.
[2]赵鹏程，周奇林.国内深基坑支护设计中常遇到的问题与解决措施[J].广州中山大学学报，2009.
[3]毛兴文.浅析不同地质条件深基坑支护设计的发展与创新[J].建筑科学，2010.